Chapitre 7: L'eau du sol Flashcards
Quel paramètre permet de connaitre si l’eau est disponible dans le sol?
La tension d’eau
Contenu en eau pondérale
Synonyme: teneur en eau gravimétrique
Sigma g
masse eau / masse sol sec 105°C
Teneur en eau gravimétrique d’un sol humide de 25g séché à 105°C pèse 22,5g
= [25 - 22,5] / 22,5 = 0,1111
Sachant que sigma g (teneur en eau gravimétrique/contenu en eau pondéral) est de 11,1%, et que la masse de sol sec à 105°C est de 65g. Quel est la masse humide ?
m sol humide = m sol sec 105°C * (1 + sigmag)
= 65 * (1 + 0.111) = 72.22g
Contenu en eau pondérale humide
Gravimétrique humide, sigma gh
On utilise ce paramètre lorsque le contenu en eau est élevé, exemple avec du fumier
sigma gh = m eau / [m sol sec + m eau]
Teneur en eau gravimétrique humide (contenu en eau pondérale humide) d’un sol humide de 25g séché à 105°C pèse 22,5g
sigma gh = [25- 22,5] / 25 = 0,10
Masse sèche de 65g de sol humide et avec sigma gh = 10%
m sol sec = m sol humide * [1-sigmagh]
= 65 * [1 - 0.1] = 58.5g
Contenu en eau volumique
Sigma v ou simplement sigma
Volume eau / volume total
OU
sigma g * rho a / rho eau
rho a = MVA
rho e = 1g/cm3
Hauteur d’eau équivalente
e = sigma v * h
sigma v =23%
dans une profondeur de 60cm
Que vaut e?
e = 0,23 * 60 = 13.8cm
sigma g = 15%
profondeur = 25cm
rho a = 1,35 g/cm3
rho s = 2,65 g/cm3
Que vaut e
e = sigma v * 25
sigma v = v eau/vt = sigma g * rhoa/rhoe
sigma v = 0.15 * 1.35/1 = 0.2025
e = 0.2025 * 25 = 5.06cm
Indice de saturation en eau du sol (Is)
Équivaut à l’eau et l’air occupent les pores
En fonction de la porosité
Is = sigma v / n
Is = V eau / V pores
n = V pores / Vtotal
Quelles sont toutes les façons d’exprimer la quantité en eau d’un sol
- Contenu en eau pondérale (gravimétrique)
- Contenue en eau p. humide (grav humide)
- Contenu en eau volumique
- Hauteur d’eau équivalente
- Indice de saturation en eau du sol (Is)
Est-ce que la zone de capillarité est un milieu saturé ou non saturé ? Pq?
Non saturé, car l’eau remonte seulement dans le micropores et non les macropores du sol
Quels sont les caractéristiques d’un sol saturé en eau
Toutes les pores sont remplis d’eau (micro et macro pores)
L’eau exerce une pression positive
Eau de gravité (libre, eau facilement accessible, faible tension)
Pression vs Tension
Dans quelle condition de sol
Pression:
- milieu saturé = pression positive
- colonne d’eau libre (eau de gravité)
- masse de l’eau exerce une pression
Tension
- milieu non saturé = pression négative = tension
- Plus la tension est élevée, moins l’eau est libre et plus la plante doit fournir de l’énergie pour utiliser l’eau
Est-ce que les sols sont plus naturellement un milieu saturé en eau ou non saturé
Non saturé
Caractéristiques milieu non saturé
Pu d’eau de gravité
L’eau est sous tension
Remontée capillaire au dessus de la nappe
Combien équivaut 1 kPa en g/cm2
1 kPa = 1kN/m2
1N = 1kgm/s2
Donc
1kPa = 1Mg/ms2
en divisant par l’accélération gravitationnelle
1kPa = 0,1019 Mg/m2 = 10,19 g/cm2
10,19g/cm2
Quel est le nom de la loi responsable de la remontée capillaire
Loi de Jurin
Quelle est la formule de la Loi de Jurin
h = 2Ts / [ Dg*r ]
h: hauteur de remontée (cm)
Ts: tension superficielle (g/cm2)
D: masse volumique eau (g/cm3)
g: accélération gravité (980cm/s2)
r: rayon du capillaire (cm)
Angle de contact entre liquide et solide
Grand angle = hydrophobe
Petit angle = hydrophile
Quel est le lien entre la grosseur du rayon capillaire et la hauteur de remontée
Inversement proportionnel
Donc petit rayon = grande remonté
Dans quel groupe de type de texture la remontée capillaire est plus élevée, vs la plus basse
G1: max
G3: min
Qu’est-ce que l’eau de cohésion et l’eau d’adhésion. Quel est le plus difficile à retirer
Adhésion = sur les particules
Cohésion = entre les particules, plusieurs couches
Le plus difficile est l’eau d’adhésion
Eau de cohésion (liquide) (ou, déplacement, retenue)
Dans les micropores
Tension faible vers tension élevé
Retenue par attraction mutuelle des molécules d’eau (liaisons H)
Eau d’adhésion (cristalline)
Tension élevée, sur les particules
Eau hygroscopique (retiré lorsque séché à 105°C)
Pas disponible aux plantes ni aux microorganismes
Comment l’eau se déplace dans le sol (pression, tension, gradiant, quantité eau)
Grâce à un gradient de potentiel
D’un endroit avec beaucoup d’eau vers un endroit avec peu d’eau
Se déplace en fonction de la différence de pression
Pression élevé vers pression basse
OU
Tension basse vers tension élevée
Quelles sont les forces qui influencent le mouvement de l’eau
Gravité
Ions - racines
Particules
Comment exprime t on l’énergie de l’eau. Qu’est-ce qu’on retrouve dans les sols le plus fréquemments et qu’est-ce que cela veut dire
En potentiel d’eau
Travail que l’eau fait lorsqu’elle bouge de son état actuel à un état de référence
Potentiel négatif: fournir du travail sur l’eau pour enlever du sol et le mettre à l’état de référence
Quels sont les types de potentiels
Potentiel total est la somme de
- Potentiel matriciel (particules)
- Potentiel osmotique (ions - racines)
- Potentiel gravitationnel (gravité)
- Potentiel de pression (colonne eau)
Quels 2 types de potentiels ne sont jamais présent simultanément
Pression matriciel et de pression
Pression = milieu saturé
Matriciel = milieu non saturé
Qu’est-ce que le potentiel matriciel
- phi m
- Résulte des forces de capillarité et d’adsorption de l’eau par les particules solides (eau adhésion et cohésion)
- Non saturé
- Négatif
Qu’est-ce que le potentiel osmotique
phi o ou phi s
Ions en solutions attiré par les racines
Membranes semi-perméables des racines permet le passage de l’eau
Si la solution est trop saline, la plante perd de l’eau
Il faut faire attention lorsqu’on applique des fertilisants en bande car peut provoquer un problème de salinité et déshydrater la plante
Négatif
Qu’est-ce que le potentiel de pression
phi p
Effet de colonne d’eau sur la capacité de l’eau du sol à faire un travail
0 ou positif
Qu’est-ce que le potentiel gravitationnel
phi g
Positif ou négatif dépendant du système de référence (habituellement surface du sol)
Vrai ou faux:
L’eau se déplace d’une région à potentiel élevé vers une région à potentiel faible
Vrai
Zone humide vers zone moins humide
Exemple -10kpa vers -100kpa
Mouvement de l’eau en conditions non saturées (direction et potentiel dominant)
Non directionnel (dans toutes les directions)
Dominé par potentiel matriciel
Mouvement de l’eau en conditions saturées (direction et potentiel dominant)
Potentiel gravitationnel domine
Mouvement de l’eau rapide par gravité
Ordre décroissant de terme agronomique pour la quantité d’eau dans les sols
- Capacité maximale de rétention (Satur.)
- Eau gravitationnelle
- Capacité de rétention au champ
- Point de flétrissement temporaire
- Point de flétrissement permanent
- Humidité hygroscopique
Que visons nous en terme de quantité d’eau
Entre la capacité de rétention au champ et le point de flétrissement temporaire
Méthodes de mesure potentiel eau (et ou pour courbe rétention)
Humidité équivalente
- Capacité au champ
Marmite à pression (ressemble au labo 6)
Constante diélectrique (TDR)
Tensiomètre
Qu’est-ce que le TDR
Sonde avec 2 ou 3 tiges, le courant passe dans le sol et la conductivité électrique (constante diélectrique) varie en fonction de la teneur en eau
Qu’est-ce qu’un tensiomètre
Tube remplie d’eau avec une bougie poreuse au bout et une jauge à pression (manomètre) à l’autre extrémité
Mouvement de l’eau en condition saturés (types mouvement)
Déplace par gravité
Infiltration: entrée suite à un apport (pluie)
Percolation (drainage): Mouvement de l’eau supplémentaire apporté à un sol déjà mouillé
Lessivage: Enlèvement des composés solubles par l’eau de percolation
Vitesse d’inflitration dépend de quoi
Texture
Structure
MO
Couches imperméables (présence/pronfon)
Quantité eau dans le sol
T°
Compactage
Qu’est-ce que la perméabilité
Capacité d’un sol à laisser l’eau s’infiltrer
Conductivité hydraulique saturée (Ks): indicateur de perméabilité
- cm/h, m/j
Classer infiltration eau par groupe texturaux
G3 > G2 > G1
K non saturée (dépend de quoi)
Dépend du contenu en eau
Difficile à mesure
Évapotranspiration
Somme des quantités d’eau perdues par évaporation du sol et la transpiration des plantes
Facteurs évapotranspiration
Énergie soleil
Nature des surfaces
Conditions affectant le mouvement de l’eau au travers de la surface
Conditions de renouvellement de l’air au dessus de la surface
Transpiration, facteurs
Perte d’eau par la plante
Type de végétal
Âge plante
Dimensions
Physiologie
Système racinaire
Méthode estimation de l’évapotranspiration
Lysimètre
Bilan énergétique
Formules empiriques
Contrôle des pertes d’eau
Paillis
Irrigation goutte à goutte
Labour automne
MO
- + eau utilisable
- Sols sableux
